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云计算的管理、架构、安全、网络与服务




云计算的魅力在于用户只要有身份证和信用卡就可以开始使用,但这也是问题所在。这么简单的服务势必会给毫无准备的IT部门带来许多挑战。之前我们已经多次碰到过这个现象:某项技术易于采用的优点到头来却变成了意料之外的管理难题,比如虚拟化技术导致虚拟机散乱,智能电话带来新的安全风险,即时通讯引发公司治理方面的问题。

作者旨在向IT经理们介绍如何最大限度地发挥云计算的优点,包括使用简单、灵活和较低成本;同时最大限度地减小风险。这篇实用指南包括了许可、管理工具、带宽、安全和架构等方面的内容。

本文表明我们仍处于云计算的早期阶段,这意味着,相关工具和技术还在不断完善中。比方说,经过长达两年的测试后,亚马逊网络服务公司的弹性计算云(Elastic Compute Cloud)服务在去年底才推向市场;监测、管理和负载平衡等企业级功能仍在其规划当中。同样,谷歌应用引擎(App Engine)属于预览版本。微软的Azure云服务也属于预览版本,目前只有Windows开发人员可以使用有限的功能,其他早期采用者无法使用。

不过现在可以开始规划了,你既可以实际感受这种新的IT交付模式(包括了解各种故障和缺陷),又可以比其他在考虑独自利用云服务的公司同事超前一步。

一、管理篇

牢牢控制云计算

管理云计算服务的工具形形色色,既可以使用简单的仪表板,让你在几分钟内就能创建虚拟软件栈;也有能够处理各种配置和管理任务的企业级平台。云计算使用越广泛,就越需要那些高端工具。

亚马逊、谷歌及其他云服务提供商提供了帮助客户入手的基本工具。比方说,谷歌应用引擎的管理控制台可以显示流量大小、带宽、CPU利用率以及谷歌托管应用程序的出错率,这些数据可以帮助你深入研究日志文件,并获得其他详细数据,还可以用它来控制管理权限、管理应用程序的升级。

然而,应用引擎仍属于“预览”版本;这意味着,随着需求越来越高,这些工具将无力满足要求。谷歌的产品经理Pete Koomen承认:“我们还缺少一部分功能。”

我们看到,云服务提供商、新兴公司和系统管理厂商都在竞相为客户提供功能更齐全的工具,以管理云环境中的资源。亚马逊表示,它会“很快”为弹性计算云服务推出新的管理控制台和云监测功能。亚马逊已经在提供一些基本功能,比如使用命令行界面创建亚马逊机器映像(Amazon Machine Images)的功能。管理控制台让用户可以配置及管理EC2资源,而监测功能将包含EC2实例和 “可用区域”(availability zones)方面的实时度量――可用区域是客户为了确保冗余和最高可用性而选择的亚马逊基础架构中的一部分。亚马逊还计划在2009年提供负载均衡和自动扩展功能。

专门从事云管理的公司是另一个选择。RightScale公司的托管服务平台包括管理仪表板、数据库和网站管理、批处理、多服务器部署功能以及自动扩展功能。提供基本功能的开发版本可免费使用,但大多数IT部门会需要RightScale的另外三个版本(网站版、网格版和高级版),这些版本的起价为每月500美元,外加2500美元的一次性费用。

RightScale创办于2007年,以管理亚马逊网络服务起家;如今扩大了业务范围,可以管理其他公共云服务,包括FlexiScale和GoGrid的云服务。RightScale还为加州大学圣巴巴拉分校的Eucalyptus公共云提供了一个平台, 把面向云计算的开源Eucalyptus软件部署在集群服务器上。它实际上是一个研究测试项目,但目的是通过RightScale的仪表板,能够管理公共云和基于Eucalyptus的专有云。

与Web应用程序一样简单

在管理Web应用程序和基础架构方面有过经验的IT部门会发现,云计算有着相似之处。Hyperic公司首席执行官Javier Soltero说:“如果你能管理Web应用程序,就能管理云应用程序。”该公司有一个版本的Web应用程序监测软件正在亚马逊网络服务中运行。

Hyperic HQ由中央管理服务器和代理软件组成,前者通常在公司内部部署的服务器上运行,而后者驻留在Web服务器上,向中央管理服务器报告可用性、性能及其他度量数据。借助刚发布的HQ 4.0,Hyperic服务器可以配置成EC2中的亚马逊机器映像。对IT管理员而言,这意味着部署简单、订购费较低、性能更高。Hyperic HQ的功能包括自动发现软件、诊断、报警、分析和报告以及其他工具。

有人认为,对云应用程序“眼不见心不烦”,这种态度大有问题。Soltero说:“有人认为,因为你在云中部署了应用程序,所以根本不需要监测和管理,这是云计算方面的天大谎言之一。代码天生有缺陷,技术也会出问题,所以你需要监测功能。”

Kaavo公司也专门从事多个云的管理。这家新兴公司的平台支持服务器监测、云中的LAMP软件配置、负荷管理、软件审计、补丁管理、运行时配置管理、通知及报警。它已推出按需基础架构和中间件(Infrastructure and Middleware On Demand)软件的免费测试版;很快会推出普通发行版。Kaavo的优势在于其管理团队:创办人兼首席执行官Jamal Mazhar是获得Sun认证的J2EE架构师,首席技术官Shahzad Pervez以前在大公司担任过IT主管和企业架构师。

知名的系统管理软件厂商也为云环境带来了新的控制工具。IBM公司自主计算开发主管Dennis Quan表示,IBM的Tivoli部门计划把云管理功能集成到服务请求管理器(Service Request Manager)、配置管理器(Provisioning Manager)和监测(Monitoring)等产品线中。IBM还希望为客户赋予更大的“控制权”,控制把数据放在云中的系统,从而提升客户对云安全的信心,但Quan没有透露IBM在这方面会如何做到。

微软仍在开发解决云管理难题的方案。它在去年10月推出了Windows Azure操作系统及相关的Azure服务平台,但没有表明何时启用Azure云服务,不过开发人员已可以使用开发工具和基本构建模块入手。微软高级副总裁Bob Muglia在同一个月演示了代号为Atlanta的系统中心(System Center)企业管理平台,该平台将在微软的云中运行。

所有这些活动表明,众厂商在竞相为新兴的云服务开发企业级控制工具。IT管理员面临的难题是,在云服务采用突飞猛进之前,将相关工具部署到位。

二、底层架构:亚马逊、谷歌和微软平台比较

人们很容易忽视云服务背后的技术,这是一个误区。公司的技术人员必须确保云服务与本企业的基础架构相互集成。这就需要一种基础架构能够结合两者。

云计算的各部分与企业数据中心的各部分一样,同样包括诸多编程语言、操作系统、数据库、Web服务器、协议和应用编程接口(API)。关键就是确认哪些云服务真正适合自己内部的系统、应用程序和专长技能。下面比较一下亚马逊的弹性计算云、谷歌应用引擎和Windows Azure三大服务,看看哪个更适合你。

亚马逊的EC2为客户提供了种类丰富的软件选择:Windows Server、OpenSolaris和七个Linux版本;MySQL、SQL Server和Oracle 11g数据库;以及Java、JBoss和Ruby on Rails等开发环境。

谷歌的特长则在于简单易用。应用引擎让用户可以利用谷歌的自主开发数据库及其他基础架构软件;可以通过API使用缓存、镜像、邮件及其他应用服务。Python是惟一得到支持的编程语言,不过谷歌打算在将来也支持其他编程语言。

Windows Azure和Azure服务平台与微软的内部部署企业软件系列其实一脉相承。Azure包括了托管版本的SQL Server、SharePoint、Dynamics CRM和.Net服务,用Visual Studio和.Net框架开发而成。微软表示,Azure将支持开放协议(HTTP、REST、SOAP和XML)以及非微软编程语言(Eclipse、Ruby、PHP和Python)。

如果IT人员要了解云体系结构的概况,云服务提供商的网站上提供了许多详细信息。亚马逊有一份介绍云体系结构的白皮书,想尽快补上一课的人不妨看一下。

你的设计蓝图应当考虑到云服务可能由多家厂商提供,所以要想好该如何确保互操作性和应用集成。云计算新兴公司Elastra的高级软件架构师Stuart Charlton建议采用REST和Atom联合格式(Atom Syndication Format)作为全球云体系架构中的底层规范。他表示,联合身份管理方面的标准也很重要。

IBM公司自主计算开发主管Dennis Quan表示,面向服务的架构(SOA)已经让通过“符合标准的方式”连接云服务成为可能。下一步关键是把服务从一个云迁移到另一个云。Quan表示,完成这项功能的规范仍处在开发初期。

三、数据保护篇

重视安全

开发人员喜欢“云计算部署后不用去管”的功能;公司希望通过云计算降低基础架构成本;用户则喜欢新的功能能够更迅速地推出。

然而,负责信息安全的人员在为如何把应用程序和数据安全地转移到云中而挠头。

IT界孜孜以求的一个目标就是整合身份管理技术和流程;而云计算可能让这个目标晚十年才能实现。

许多公司可能会把目录服务验证扩展到内部环境以外,以处理云中的应用程序、甚至系统;但如果第三方系统的安全受到危及,这种做法会导致验证系统岌岌可危。公司也许可以实施一种新的解决方案,让云基础架构管理与现有的基础架构管理相互独立。但缺点是,必须集成多个身份和访问管理系统。还有一种办法是及时回去、单独管理云,但这缺乏吸引力。

幸好,有些云服务提供商正在竭力解决这个问题。谷歌提供了这项功能:把Google Apps与目前实施的单点登录技术结合起来,从而加强安全、简化管理。一家知名互联网公司部署了边缘验证服务器,让云系统通过轻型目录访问协议(LDAP)进行验证。另一家公司则扩展了基于Web的验证协议,通过Web服务来进行验证;验证通过,即可访问其内部的系统。

数据丢失与备份

数据存储在哪里?谁可以访问?数据安全吗?这些都是重大问题,因为没有几家云服务提供商在处理敏感数据方面证明一向很可靠,许多软件即服务(SaaS)提供商除外。如果数据保存在共享存储系统上,要料到可能面临风险。其实,即使我们放在自己公司内部的数据也面临风险。需要把衡量内部数据效益与风险的同一套措施用于衡量云,然后确定哪些数据可以放到云上、并如何保护。这就需要知道及核实提供商采用的标准以及改动标准的灵活性有多大。

企业使用亚马逊的弹性计算云等服务时,可以在虚拟实例中运行的操作系统、应用程序或数据库管理系统里面采用数据加密。其他服务(如应用托管服务)提供商在开发应用程序时需要更全面的考虑,确保已包括加密等安全措施。

不管自己的数据在哪里,公司都应当防范数据丢失。亚马逊知道计算机会出故障,所以它劝告公司要借助冗余和备份措施作好防范故障的规划。有些云服务提供商提供备份服务或者导出数据的方法,那样公司可以自己备份数据,另一些提供商要求客户使用自定义或第三方的应用程序。

因此,我们不妨牢记下面这些关键因素:

——备份如何进行?有些云服务提供商进行备份,不过更有可能是你想自己进行备份。亚马逊EC2的许多客户还使用亚马逊的简单存储服务(Simple Storage Service,S3)或弹性块存储(Elastic Block Storage)用于存储备份文件。

——备份经得住测试吗?如果服务无法使用,你能访问备份数据吗?

——备份数据将放在哪里?它也许放在云存储系统上、由提供商来托管,或者转到你自己的基础架构。不管怎样,你还是要知道备份数据在存储和传输中,数据得到了怎样的保护。

管理与监测

许多公司的信息安全团队平时经常监测安全漏洞邮件列表、给系统打补丁、改写代码以解决缺陷。在云中,他们相信提供商事先至少对一些方面进行了调查。很少有提供商让客户可以核实自己采取的安全做法,不过有些提供商变得更愿意配合。公司在使用Joyent或亚马逊的EC3等云系统时,可以在操作系统、数据库和应用程序等层面采取安全措施,但他们仍依赖各自的提供商确保网络、存储和虚拟基础架构的安全性。

尽管云服务用户并不控制实际的打补丁和漏洞监测工作,但他们仍有责任管理自己的风险。所以他们要评估哪些资产需要保护、如何防护这些资产,包括在云基础架构上添加安全措施。即使那样,支付卡行业(PCI)标准等行业法规仍可能会让人措手不及,因为PCI委员会方面没有明确规定如何对云服务提供商进行分类。这可能意味着,不同审计人员对待云服务提供商的标准会略有不同。

云服务客户必须要求保证自己可监测谁在访问自己的数据。如果公司要求提供详细的审计跟踪记录,应当采用数据加密;或者只把所处理数据不是特别敏感的应用程序交给云服务提供商。

这个方面可能会迅速得到改进。谷歌近期表示,Google Apps的安全流程已通过了SAS 70 Type II审计标准。预计会听到更多的提供商宣称自己的安全标准,因为安全仍是导致公司不敢把应用程序转移到云中的一大障碍因素。

当然,内部信息安全团队不应该坐等提供商来加强安全。从桌面应用程序到服务器托管的各个应用领域,云计算都会变得越来越诱人。需要更高安全级别的应用程序,比如与《健康保险可携性及责任性法案》(HIPAA)或PCI相关的应用程序,可能在云中更难得到保证,因而放在公司内部比较妥当。社区应用程序和内容网站比较适合放在云中。公司的技术团队必须确定把什么数据放在云中不会有问题,但他们也要明白:云最终会是整个基础架构的一部分;还得要自己弄清楚如何把企业系统与云基础架构安全连接起来。

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